История производства и использования спирта (2)

Начало статьи

Производство этилового спирта

Получение. В пром-сти этиловый спирт получают анаэробным брожением углеводов растит. происхождения в присут. дрожжей и гидратацией этилена. Перспективен способ получения этилового спирта из синтез-газа: прямым синтезом из СО и Н₂ либо через метиловый спирт.

Сырьем для произ-ва этилового спирта служат пищевое растит. сырье, отходы деревообрабатывающей пром-сти, сульфитные щелоки.

Сбраживание пищевого растит. сырья - наиб. древний способ получения этилового спирта, известный с доисторич. времен. Перед брожением сырье (сок плодово-ягодных культур, зерно, картофель, меласса - отход сахароварения) очищают, толстокожурное зерно дробят и разваривают 1-2 ч острым паром при давлении 0,4-0,5 МПа для разрушения клеточных оболочек. Крахмалсодержащее сырье перед подачей на брожение осахаривают ферментсодержащим препаратом (солодом или микробными ферментами) при 60 °С. При необходимости сырье подкисляют, добавляют водный р-р аммиака и фосфаты. Брожение происходит в присут. дрожжей при 15-30 °С, длительность от 10-15 ч до 2-3 сут. Теоретич. выход этилового спирта определяется ур-нием р-ции: С₆Н₁₂О₆ 2С₂Н₅ОН + 2СО₂; практич. выход 90-93%. Побочно при брожении образуются метанол, спирты С₃-С₅, глицерин, янтарная к-та, ацетальдегид, сложные эфиры и др. Реакц. смесь после брожения (бражку) очищают на ректификационных установках; остаток от перегонки (барда) идет на корм скоту. Расход пищ. сырья на получение 1 т этилового спирта: картофеля 10-13 т, ячменя 4-5 т, пшеницы и кукурузы 3,5-4 т. О механизме спиртового брожения см. в ст. Брожение.

Гидролиз отходов деревообрабатывающей пром-сти осуществляют водой в присут. к-т либо солей, дающих кислую р-цию (см. Гидролизные производства). Сбраживание полученных сахаров и выделение этилового спирта из бражки аналогичны вышеописанному. Из 1 т сухой хвойной древесины получают 130-160 кг этилового спирта и до 120 кг сжиженной углекислоты. При комплексной переработке гидролизата получают также фурфурол, кормовые дрожжи, гипс, лигнин. Метод используют в основном в России. За рубежом применяют ограниченно из-за высокой себестоимости спирта.

Для получения этилового спирта из сульфитных щелоков (отход произ-ва целлюлозы методом сульфитной варки древесины) древесину обрабатывают р-ром, содержащим 3-6% своб. SO₂ и 2% SO₂ в виде гидросульфитов щелочных или щел.-зем. металлов при 135 150 °С и повыш. давлении. При этом целлюлоза не растворяется, а в р-р сульфитных щелоков переходят сульфолигнин, олиго- и моносахариды, часть смол, формальдегид и др. Щелоки продувают паром или воздухом, нейтрализуют известковым молоком, отделяют от гипсового шлама и направляют на сбраживание. Выход этилового спирта на 1 т переработанной древесины ок. 80 кг; побочно образуется до 60 кг белковых дрожжей и 600-700 г сульфолигнина.

Осн. пром. способ получения синтетич. этилового спирта - прямая гидратация этилена; катализатор - ортофосфорная к-та на пористом носителе (силикагель, диатомит, кизельгур, пористые стекла и др.). В качестве побочных продуктов образуются: ацетальдегид, диэтиловый эфир, кретоновый альдегид, ацетон, спирты С₃-С₄, метилэтилкетон, низкомол. полиэтилен.

Более подробную информацию во вопросу производства этилового спирта - см.:

http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/5437.html

  ХИМИЧЕСКАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ

Алф. указатель: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Применение этилового спирта

Применение. Этиловый спирт - р-ритель в лакокрасочной и фармацев-тич. пром-сти, в произ-ве кинофотоматериалов, товаров радиоэлектроники и бытовой химии, ВВ и др. Сырье в произ-ве диэтилового эфира, хлороформа, тетраэтилсвинца, ацетальдегида, уксусной к-ты, этилацетата, этиламина, этилакрилатов, этилсиликатов и др. Этиловый спирт из пищ. сырья часто используют для получения чистого этилена. Этиловый спирт- компонент антифриза, топливо для реактивных двигателей. В ряде стран - компонент автомобильного топлива: повышает октановое число, сокращает расход бензина, снижает содержание вредных в-в в выхлопных газах. Содержание этилового спирта в автомобильном топливе в зависимости от сырьевой базы составляет от 10% в США до полной замены бензина этанолом в Бразилии.

Для техн. целей часто используют денатурированный спирт (денатурат) - спирт-сырец, содержащий добавки красителя, окрашивающего этиловый спирт в сине-фиолетовый цвет, и спец. в-в, придающих ему неприятный запах и вкус; денатурат ядовит. В медицине этиловый спирт применяется для дезинфекции, как поверхностное сосудорасширяющее ср-во, коагулянт белка, в т. ч. при лечении ожогов. Значит. часть этилового спирта идет на изготовление спиртных напитков.

Этиловый спирт чрезвычайно гигроскопичен, при концентрации выше 70% (по объему) прижигает кожу и слизистые оболочки; при приеме внутрь угнетает центры торможения мозга, вызывает опьянение, при многократном употреблении - алкоголизм.

Легко воспламеняется, т. всп. 13 °С, т. самовоспл. 404 °С, пределы взрываемости: температурные 11-41 °С, концентрационные 3,6-19% (по объему), ПДК в атм. воздухе 5 мг/м³, в воздухе рабочей зоны 1000 мг/м³, ЛД₅₀ 9 г/кг (крысы, перорально).

Наиб. крупные производители этилового спирта (тыс. т в год): Бразилия 7500 (1985), США 2700 (1986), Россия 1200 (1989), Великобритания 200 (1986), Япония 179 (1985).

Впервые этиловый спирт выделен из продуктов брожения в Италии в 11-12 вв. Абсолютир. этиловый спирт получил перегонкой водного р-ра над поташом Т. Е. Ловиц (1796). В 1855 М. Бертло синтезировал этиловый спирт из этилена через этил серную к-ту. Произ-во синтетич. этилового спирта началось с 1930 в США.

 

Лит.: Брунштейн Б. А., Клименко В. Л., Цыркин Е.Б., Производство спиртов из нефтяного и газового сырья, Л., 1964; Сапотницкий С. А., Использование сульфитных щелоков, 2 изд., М., 1965; Технология гидролизных производств, М., 1973; Стабников В. Н., Ройтер И. М., Процюк Т. Б., Этиловый спирт, М., 1976; Новые тенденции в производстве синтетического этилового спирта, М., 1981; Справочник по производству спирта. Сырье, технология и технохимконтроль, М., 1981.

Б. С. Боуден. 

www.xumuk.ru